آزمایش آب تغذیه و آب دیگ بخار – بهینه سازی آب دیگ بخار-۱۰

آزمایش آب تغذیه و آب دیگ بخار

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار درفشار بالای ۲۸ bar gauge یک نیاز و در فشار بالای ۷۰ bar gauge و مواردی که احتیاج به درصد بالایی از آب جبران کننده توام با هوادهی باشد، امری ضروری و اساسی می‎باشد.

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار:

هزینه اولیه مخزن هواگیر بالا است، ولی هزینه های بهره برداری بسیار کم می باشد. هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار به کمک اضافه کردن مواد شیمیایی هزینه اولیه کمی دارد، ولی هزینه های مستمر تزریق و قیمت مواد شیمیایی و هزینه ناشی از زیر آب زدن دیگ به منظور کنترل TDS آب دیگ بخار، سنگین است

در حالی که هزینه هوا گیری فیزیکی بویلر ،در سراسر مدت کارکرد عملیاتی بسیار با صرفه می باشد. هواگیرها در دمای جوش آب در تحت فشار مخزن هواگیر کار می کنند.

هواگیر ممکن است از نوع تحت خلاء یا تحت فشار باشد. هواگیر تحت خلاء در فشاری پایین تر از فشار جو، در دمای حدود ۸۲.C کار می کند و قادر است مقدار اکسیژن را به کمتر از ۰.۰۲mglبرسانند.

این نوع هواگیری دیگ بخار احتیاج به تلمبه خلاء یا اجکتور برای تامین خلاء لازم دارد (شکل ۶-۱۱)

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار

هواگیری تحت فشار قادرند مقدار اکسیژن را به ۰.۰۰۵mglتقلیل دهند. این هواگیرها نیاز به شیر کنترل کننده بخار برای تامین فشار لازم و دمای حداقل ۱۰۵.C (شکل۶-۱۲) دارند.

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار

هواگیری فیزیکی آب دیگ بخار

در مکان هایی که بخار کم فشار اضافی وجود دارد ،فشار هواگیر را می توان متناسب با این فشار تنظیم کرد و بدین ترتیب کیفیت بازیافت حرارتی را ارتقاء داد. تلمبه هایی که با بخار کار می کنند قادرند بخار خروجی خود را طوری تنظیم کنند که قابل استفاده در مخزن هواگیر باشند.

البته در مواردی هم که ظرفیت تولید بخار دیگ ها کم شد، ممکن است بخار کم فشار ایجاد شده بیشتر از نیاز باشد.

هواگیری شیمیایی دیگ بخار

این نوع هواگیری آب در دیگ بخار با تزریق موادشیمیایی موسوم به اکسیژن زدا انجام می شود که ممکن است توسط سولفیت سدیم یا هیدرازین به کمک کاتالیزور باشد. مواد شیمیایی فوق به قسمت مکش تلمبه آب تغذیه دیگ بخار، تزریق می گردد و به دز کم فشار نامیده می شود.

حتی با استفاده از هواگیری فیزیکی، یکی ا زاین دو ماده شیمیایی، اگر چه به مقدار بسیار کم ،تزریق می گردد تا هر گونه اکسیژن باقی مانده از هواگیری فیزیکی را خنثی نماید. جهت اطمینان بیشتر ،مقداری مواد شیمیایی اضافی نیز در آب نگهداشته می شود.

سولفیت سدیم با اکسیژن ترکیب شده و سولفات سدیم می دهد که باعث افزایش زیر آب جبران کننده می گردد. هیدرازین با اکسیژن ترکیب شده و تولید ازت و آب می کند. معمولا از هیدرازین در دیگ های فشار بالا که نیاز به TDS پایین دارند استفاده می شود زیرا هیدرازین منجر به افزایش TDS نمی گرد هیدرازین خاصی احیا کنندگی نیز دارد و با اکسید آهن (Fe2 o3) ترکیب شده و لایه محافظ مغناطیسی (Fe2 o3) ایجاد می کند.

هیدرازین به شدت سمی می باشد و در حمل و جابجایی آن نهایت دقت باید به عمل آید. در مواردی که احتمال تماس بخار با مواد غذایی یا نوشیدنی در صنایع خاصی باشد. جدا باید از کاربرد هیدرازین خودداری کرد.

تزریق موادشیمیایی (دزشیمیایی)

دز کم فشار سولفیت سدیم یا هیدرازین را می توان همراه هواگیری یا به تنهایی جهت کنترل اکسیژن به کاربرد. سود سوزآور (کاستیک سودا) نیز به قسمت مکش تلمبه تزریق می گردد تا شرایط قلیایی لازم یعنی pH را در دیگ بخار تامین کند و از خوردگی هیدروژنی جلوگیری نماید.

همچنین شرایط قلیایی در دیگ باعث می گردد که سیلیس به صورت محلول در آب بماند. از ایجاد کاستیک اضافی در دیگ بخار باید اجتناب کرد زیرا خطر شکنندگی کاستیکی را به دنبال دارد.

دز پرفشار

فسفات تری سدیم، بیش از حد مورد نیاز، به طور مستقیم به دیگ بخار تزریق می گردد تا با املاح سخت وارد شده به دیگ بخار ترکیب گردد. چنانچه مقدار قلیایی ها در آب دیگ بخار بالا باشد از انواع دیگری از فسفات برای کاهش سختی استفاده می شود.

فسفات را می توان در مکش تلمبه هم وارد کرد، ولی در مواردی که از پیش گرمکن های آب تغذیه (اکونومایزر) استفاده می شود، باید از آن اجتناب کرد زیرا ممکن است با افزایش دما ،فسفات ها در لوله های اکونومایزر رسوب کنند و باعث گرفتگی آنها گردند.

چنانچه اکونومایزر همراه با برگشت مجدد آب دیگ بخار جهت گرم کردن آب تغذیه ورودی باشد این مساله حادتر خواهد شد.

چنانچه بی کربنات ها و کربنات ها در مرحله بهینه سازی آب کاملا از بین نرفته باشند، منجر به آزاد شدن دی اکسیدکربن در بخار می شود که باعث خوردگی درسیستم آب مقطر می گردد.

در صورت وجود اکسیژن، خوردگی تشدید می گردد. جهت مقابله با این خوردگی به آب تغذیه آمین های فرار تزریق می گردد. آمین ها همراه با بخار تبخیر شده و منجر به خنثی شدن دی اکسید کربن می شوند.

ترکیبات آمین مورد استفاده عبارت از مورفالین و سیکلوهگزیل آمین می باشد که مقدار آنها بستگی بهCO۲ ایجاد شده دارد.

آمین ها را می توان به طور یکنواخت تزریق کرد و یا همراه با سایر مواد شیمیایی به طریقه دز کم فشار به کاربرد. در مواردی که مقدار دی اکسید کربن باشد از آمین های لایه ساز که با تزریق به داخل بخار باعث تشکیل لایه محافظی در شبکه آب مقطر می گردد، استفاده می شود.

مقدار تزریق این نوع آمین وابسته به مواد خورنده موجود در شبکه نمی باشد.

کنترل کننده دمای بخار داغ

در مواردی که دیگ بخار دارای کنترل کننده دمای بخار داغ است باید در انتخاب نوع کنترل کننده دقت کافی شود. در نوع پاششی تزریق مستقیم، آب خنک کننده ممکن است دارای املاحی باشد که وارد بخار گردد و منجر به آلودگی بخار خالص تولیدی گردد.

در صورت استفاده از روش پاشش مستقیم، مقدار کل املاح موجود در آب تغذیه به کار رفته درکنترل کننده دما، باید کمتر از ۱ mg l باشد و در صورت امکان از هیدرازین با شیوه دز کم فشار استفاده نمود.

چنانچه محدودیت هایی درکاربرد هیدرازین موجود باشد، می توان از کنترل کننده های دمای بخار دیگری که از تماس مستقیم آب و بخار استفاده نمی کند برخوردار شد.

تعیین ظرفیت واحد بهینه ساز و سیستم آب تغذیه

اتلاف بخار و آب در تعیین مقدار آب جبران کننده و در نتیجه ظرفیت واحد بهینه ساز آب، باید تمام اتلاف بخار و آب را در شبکه منظور داشت. اتلاف شامل موارد زیر است:

  1. بخار مصرفی در دوده زدا
  2. آب هدر رفته توسط زیر آب دیگ بخار
  3. بخار مصرفی در گرم کننده های سوخت به علت احتمال نشتی و برگشت نشدن آب مقطر
  4. آب مقطر برگشت نشده از مصرف کنندگان بخار
  5. آب بهینه شده مصرفی در مراحل احیا و شستشوی معکوس واحد بهینه ساز آب
  6. مقدار اسمی اتلاف های پیش بینی نشده، حدود %۲.۵

در مواردی که فقط یک واحد بهینه ساز آب موجود باشد باید در زمان بهره برداری ،آب کافی جهت زمان احیا واحد، بسته بودن اضطراری واحد، تعمیرات و سایر موارد پیش بینی نشده ذخیره نمود. چنانچه بیش از یک واحد بهینه ساز موجو دباشد، بسته شدن یکی از واحدها جهت تعمیر، مشکلی ایجاد نمی کند.

منبع ذخیره آب بهینه شده نیز اهمیت زیادی دارد. این منبع باید گنجایش لازم جهت شستشوی معکوس واحد وتامین آب جبران کننده دیگ بخار در زمان احیاء یکی ازواحدها راداشته باشد.

دوده زدایی و زیرآب های متناوب مقادیر نسبتا زیادی از آب را در مدتی کوتاه به خود اختصاص می دهد که از مقدار متعارف جریان آب بهینه شده زیادتر است.

برای حصول اطمینان از موجودی آب ذخیره شده در چنین مواردی، تهیه نموداری از تغییرات مقدار آب موجود در مخزن ،از زمان پایان احیا واحد تا خاتمه احیا بعدی یعنی یک دوره کامل ،موثر خواهد بود.

توجه به تولید و ذخیره سازی مقدار کافی آب برای تامین نیازهای دوران راه اندازی، بعد از تعمیرات کلی یا جزیی،که دیگ بخار تخلیه کامل می شود نیز ضرورت کامل دارد. در مواردی که تولید آب جبران کننده کم است ،چندین ساعت طول می کشد تا آب لازم جهت پر کردن دیگ بخار، بهینه سازی شود.

در تاسیسات تهیه آب گرم که مقدار آب جبرانی بسیار اندک است. پر کردن دیگ و سیستم گردش آب چندین روز به درازا می انجامد .در مواردی که این تاسیسات به صورت منطقه ای بنا شده اند برای پر کردن دیگ بخار باید از تانکرهایی که آب بهینه شده را از واحدهای نزدیک حمل می نمایند، استفاده کرد.

ظرفیت تلمبه آب تغذیه

در انتخاب ظرفیت تلمبه های وابسته به آب تغذیه ،به مواردی نظیر مقادیر زیر آب دیگ بخار و غیره به خصوص اگر این موارد به طور ناپیوسته باشند. باید توجه کافی مبذول داشت.

یکی از مواردی که بر ظرفیت تلمبه آب تغذیه تاثیر می گذارد وجود مخزن هواگیر در سیستم و استفاده مستقیم آن از بخار دیگ(ها) جهت گرم کردن آب است. این بخار مازاد بر بخار مصرفی واحدهای عملیاتی است و بنابراین باعث افزایش ظرفیت تلمبه آب تغذیه دیگ بخار می گردد.

برای مثال موردی در نظرگرفته می شود که مصرف بخار آن۱۰thrدر فشار۲۰bar gauge بخار اشباع با دمای آب تغذیه به۱۰۵.C می باشد. با قرار دادن یک مخزن هواگیر و لوله کشی های مربوطه، موازنه حرارتی مخزن هواگیر نشان می دهد که ۱.۶thr بخار لازم است که آب تغذیه ۱۵.C را به ۱۰۵.C برساند.

بنابراین ظرفیت خروجی بخار دیگ باید ۱۱.۶thrباشد و تلمبه آب تغذیه نیز باید ظرفیت کافی برای تامین مقدار بخار و نیز مقدار زیر آب دیگ بخار داشته باشد.

باید توجه داشت که ،با نادیده گرفتن اتلاف حرارتی مخزن هواگیر به اتمسفر این مخزن مقدار حرارت داده شده به بخار توسط دیگ بخار را تغییر نمی دهد، زیرا مقدار حرارت لازم برای تهیه ۱۱.۶t hrبا آب ۱۰۵.C در داخل دیگ بخار برابر با حذف همین مقدار حرارت برای تهیه ۱۰t hrبا آب تغذیه ۱۵.C می باشد.

 

با آزمایش آب تغذیه و آب دیگ بخار و مشخص شدن پارامترهای کنترل آب تعذیه و آب دیگ بخار ،این موارد در کتابچه هایی که توسط سازندگان تهیه می شود در اختیار استفاده کنندگان قرار داده می شود و این وظیفه استفاده کنندگان است که شرایط مناسب آب را در محدوده ای مشخص جهت حصول حداکثر آمادگی و عمر دیگ بخار، تامین نمایند.

آماده سازی و ذخیره سازی آب جهت دیگ بخار

آزمایش آب تغذیه و آب دیگ بخار

رسیدن به حداکثر آمادگی و عمر دیگ بخار امر مستلزم آزمایش های تجزیه ای منظم و آب دیگ بخار است که توصیه های سازندگان دیگ باید دقیقا به کار گرفته شود. در صورت عدم دسترسی به آزمایشگاهی مجهز در محل، می توان از کیت های آزمایش که توسط سازندگان واحدهای بهینه ساز آب ارایه می شود، استفاده کرد و کارکنان را با آن آشنا کرد

نگهداشت دیگ های سرد ،حفاظت سطوح داخلی(سمت آب) اگر دیگ بخار برای مدتی ازسرویس خارج بماند و لزومی به بازرسی و تمیز کردن داخل آن نباشد، جهت حفاظت قسمت های تحت فشارآن در مقابل خوردگی باید روش های مناسب نگهداشت دیگ بخار را به کار برد.

این نگهداشت با دو شیوه مرطوب و خشک انجام می شود.

۱- نگهداشت با شیوه مرطوب

در دیگ های مولد آب گرم، تمام سیستم آب گرم و از جمله دیگ بخار را باید کاملا پر از آب بهینه شده نمود.

در نگهداشت های کوتاه و میان مدت ،مثلا سه ماه، از شیوه مرطوب برای دیگ های مولد بخار استفاده می شود.در اینگونه موارد ،دیگ و داغ کننده های بخار-در صورت موجود بودن –با آب بهینه شده و بدون هوا کاملا پر می شود.

جهت از بین بردن اکسیژن موجود در آب و تنظیم pHآن بین ۱۰تا۱۱،به مقدار کافی سولفیت یا هیدرازین و آمونیاک به آب دیگ بخار اضافه می شود. شرایط فوق باید به طور مرتب بررسی و در صورت لزوم اقدامات لازم صورت گیرد.

استفاده از آمونیاک و هیدرازین بر سولفیت سدیم ترجیح داده می شود زیرا هر دو فرار بوده است و املاح آب را افزایش نمی دهد. علاوه بر این چون رسوبی ایجاد نمی شود، احتیاج به تخلیه دیگ بخار و صرف وقت در زمان راه اندازی مجدد دیگ بخار نیست.

ممکن است اختلاط کامل آب و مواد شیمیایی توسط تلمبه لازم شود.علاوه بر این مسایل انقباص و انبساط به علت تغییر دما باید مورد توجه قرار گیرد. به حفاظت دیگ بخار در مقابل یخ زدگی ،به خصوص با دیگ های واقع در فضای باز نیز باید توجه شود.

این عمل با وارد کردن المان های گرم کننده در نقاط مناسب دیگ بخار انجام می گردد.

۲- نگهداشت با شیوه خشک

در نگهداشت طولانی تر ،باید دیگ بخار را کاملا تخلیه،تمیز و در صورت لزوم به کمک هوای گرم آن را خشک نمود. سپس با قرار دادن کیسه یا سبدهایی از خشک کننده ها نظیر سیلیکاژن در هر یک از مخزن های دیگ های لوله-آبی یا پوسته دیگ های لوله –آتشی ،دیگ بخار رابه حالت خشک نگهداری کرد.

پس از آن باید دیگ را کاملا بست و از نفوذ هوابه آن جلوگیری نمود. بازدید منظم خشک کننده باید انجام شود و در صورت لزوم کمبود آن تامین گردد. می توان از جریان منظم هوای گرم در درون دیگ بخار با قرار بخار برقی در آن به جای استفاده از خشک کننده ها استفاده کرد.

به محل های غیرقابل تخلیه دیگ بخار نظیر داغ کننده های معلق بخار و لوله کشی های مربوط به ابزارهای دقیق و ملحقات دیگ بخار نیز باید توجه کافی نمود، پس از خشک کردن با هوای گرم می توان از هوای فشرده جهت خارج ساختن آب از لوله استفاده کرد.

تمیز کردن سطوح داخلی(سمت آب)

شستشوی شیمیایی:

شستشوی شیمیایی یکی از مراحل راه اندازی دیگ بخار بعد از تعمیرات کلی و یا تشکیل فوق العاده رسوب یا سایر ترکیبات در داخل دیگ بخار به علت اختلال در فرآیند بهینه سازی آب است

شستشوی شیمیایی دیگ بخار هنگام راه اندازی اولیه دیگ های نوبه منظور تمیزکردن روغن، گریس و سایر ذرات به جای مانده در زمان ساخت آنها و به خصوص پس از منبسط کردن لوله ها (هنگام رول کردن آنها) در دیگ های لوله آبی، انجام می گیرد،

شستشوی شیمیایی معمولا یک جوشش قلیایی است که ترکیبی از سود سوزآور، کربنات کلسیم و تری سدیم فسفات، یا مواد شیمیایی ویژه به نسبت های معینی که سازندگان دیگ ها مشخص می کنند به آب دیگ بخار اضافه می شوند.

سپس دیگ را به منظوربالا بردن دمای فلز و محلول درون آن روشن می کنند تا روغن و گریس از فلز جدا شده و آب در دیگ بخار جریان یابد. پس از جوشش، تمام رسوب ها و مواد ته نشین شده در مخزن ها و سرشاخه لوله ها،خارج شده و دیگ بخار را با آب تمیز شستشو می دهند.

شستشوی اسیدی نیز در زمان راه اندازی دیگ بخار جهت خارج سازی لایه های رسوبی حاصل از Hot rolling و ترکیبات سیلیسی ازقسمت های تحت فشار (بالای ۶۴ bar) صورت می گیرد، زیرا در فشارهای بالا شرایط آب دیگ بخار از حساسیت بیشتری برخورداراست.

به طور کلی در این شستشو از یک محلول اسید رقیق و ماده شیمیایی کند کننده فعل و انفعال جهت حفاظت سطوح دیگ بخار در مقابل خوردگی اسیدی استفاده می شود. محلول اسیدی توسط تلمبه ای در سراسر دیگ به چرخش درمی آید تا کلیه اجزاء آن را تمیز نماید

اجرای این عمل توسط چرخش طبیعی آب ،به علت وجود مدارهای متعدد و موازی آب دیگ بخار به آسانی انجام نمی گیرد. این شستشو باید توسط کارشناسان مجرب با امکانات کافی و تمهیدات لازم جهت تخلیه دیگ بخار انجام شود.

خارج سازی رسوبات و غیره ،که در ضمن شستشو ایجاد شوند با وسایل مکانیکی توسط پاک کننده های چرخشی و استفاده از گردنده های قابل ارتجاع صورت می گیرد.

دیگ های مدرن فشار بالا که از لوله های جوشی استفاده می کنند،از نظر دستیابی به اجزای دیگ بخار به خصوص در محفظه احتراق و لوله های پیش گرمکن آب تغذیه (اکونومایزر) بسیار محدود هستند، بنابراین فقط به کمک شستشوی اسیدی تمیز می شوند. مواد شیمیایی مصرفی بستگی به نوع رسوبات داردکه توسط متخصص های این فن معرفی و اجرا می گردد.

به طورکلی شستشوی شیمیایی گران و پر زحمت است ،بنابراین جلوگیری از ایجاد رسوب اجرای صحیح بهینه سازی آب است.

رسوبات موجود در داغ کننده های بخارکه بر اثر تراوش املاح یا غلیان آب حاصل می شود توسط شستشوی با آب خارج می گردد.

دمیدن بخار:

قبل از راه اندازی توربین های بخار، ابتدا تمام شبکه داغ کننده بخار و لوله های مربوطه را با بخار آب شستشو می دهند.برای این منظور پس ازروشن کردن دیگ بخار ،تمام شبکه داغ کننده بخار و لوله های مربوطه را تا نزدیک توربین ،با بخار آب و با سرعتی بالاتر از MCR به محلی کم فشار (معمولا فضای باز) با دمیدن بخار شستشو می دهند.

در مقابل دهنه خروجی بخار صفحه فولادی صافی قرارمی دهندکه با برخورد ذرات ناخالص ناشی از رسوبات و فلزهای جوشکاری، خراش هایی بر این صفحه وارد شود.

دمیدن بخار و تعویض صفحه ت قطع کامل خراش ها و اطمینان از تمیز شدن کامل مسیر بخار ادامه می یابد. برای ایمنی بیشتر، می توان لوله کشی ویژه ای جهت خروج بخار در نظر گرفت.

در مجموعه ای از دیگ های بخار، با گسترش لوله کشی شبکه و مصرف کننده های مختلف، توجه بیشتری به پاک شدن مسیر بخار ضرورت دارد.

 

منبع مطالب :کتاب تکنولوژی دیگ های بخار صنعتی تالیف David Gunn & Robert Horten و با ترجمه مهندس رفیعی پور

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلرانواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلرانواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلربخارشوی-کارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرمفیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع کوئل دارمقالات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *